ZN-SAE型 数电/模电/EDA综合实验系统

一、概述

    ZN-SAE型 数电/模电/EDA综合实验系统具有安全、稳定、可读、可调整、直观、灵活和新型等特点，操作简单方便，装置运行可靠。具有很强的二次开发功能。

1、安全性

人员安全的保护：不论实验装置在正常工作或故障状态下，不会危及操作人员的人身安全。

对误操作的保护：不会因为误操作而导致实验装置损坏。

电源的过流保护：因短路等故障而过流时，可自动切断实验装置电源。

2、直观性

实验装置功能模块的主要电气原理或特征将在面板或电路卡上指示，实验装置各功能引脚的符号标注在面板上。

3、灵活性

实验装置采用主板和各模块分离的设计，可编程器件焊接在独立模块上。通过选择模块可以选择不同厂家、不同型号、不同规模的可编程器件，既可适应不同的教学需要，也使系统的功能和规模扩展变得更为方便。

为了方便实验操作，减少对实验仪器仪表的依赖，实验装置主板上各部分功能模块（包括一些基本功能模块和实验小工具）几乎都是相互独立的，可以根据需要选择模块进行接线。

实验装置提供扩展集成插座、面包板和部分必须的分立元件等，留有足够的接线机会，也给实验装置留有足够的机动灵活性。

4、新颖性

实验装置提供了逻辑可编程实验平台和模拟可编程实验平台，其中逻辑可编程实验平台包括CPLD/FPGA模块，模拟可编程实验平台包括ispPAC模块。不同模块使用不同的芯片，根据需要可选择不同功能芯片的模块插接到实验主板上。

5、电源多样性

系统提供了多种电压，方便用户使用。

 (1)±5V/1A  (2)±12V/0.2A  (3)0～27V/0.2A连续可调  (4)0～-12V/0.2A连续可调

6、系统资料

根据用户选择的配置，向用户提供完整的实验程序(如有)，文档，软件。
 

二、各功能主要特点

（一）数字电路功能单元

1、 4×4矩阵键盘：矩阵式结构，组合按键。

2、 16位拨动开关：开关量输入。

3、 十进制8421拨码盘：提供0～9十进制编码值。

4、 16位开关量输出：发光二极管红、黄、绿色三组各5只高亮度发光二极管，含电流驱动。

5、 6位LED显示：7段数码管静态显示方式6位，动态显示方式1-6位均可，含电流驱动。

6、 有源晶振：4MHz标准时钟，通过模块跳线器选择，向可编程器件的CLK提供时钟。

7、 单脉冲发生器：提供加消抖处理,单个±脉冲输出。

8、 逻辑笔：可测量逻辑高低电平、高阻和脉冲状态。

（二）模拟电路功能单元

1、模拟电路模块接入区：可接入各种模拟电路实验模块

2、波形发生器单元

输出波形：方波、三角波、正弦波

幅值：正弦波：0～14V（14V为峰-峰值，且正负对称）

三角波：0～24V（24V为峰-峰值，且正负对称）

方波：0～24V（24V为峰-峰值，且正负对称）

频率范围：分四档2HZ～100HZ、90HZ～1KHZ、900HZ～10KHZ、9KHZ～90KHZ

3、直流信号源单元：双路±5V/1mA、±0.5V/mA、两档连续可调。

4、3位半数字电压表：测量范围：-19.99V～+19.99V

（三）EDA实验功能单元

1由数字电路功能单元、模拟电路功能单元共同组成。

2、可编程器件模块。标准配置为Lattice的IspLsi1032.用户也选择其它公司的CPLD/FPGA(选配)。

（四）扩展实验模块区

1、集成电路扩展插座：可插实验用IC芯片或ispPAC模块。

2、面包板单元。

三、实验内容：

1、数字部分基本实验：

（l）门电路逻辑功能及测试；  

（2）组合逻辑电路(半/全加器)； 

（3）R-S、D、JK4、触发器；

（4）三态输出触发器、锁存器；

（5）集成计数器及寄存器；     

 （6）时序电路测试及研究；

（7）译码器和数据选择器；  

 （8）波形发生及单稳态触发器；  

（9）555时基电路

可选做如下实验：

（10）CMOS门电路测试；    

 （11）门电路的驱动能力测试；    

（12）寄存器及其应用实验；

（13）顺序脉冲和脉冲分配器电路； 

（15）多路模拟开关及其应用实验；

（16）四路优先判决电路实验；

（17）TS、OC门的功能测试及其应用实验；

（18）逻辑笔实验与分析实验；

（19）施密特触发器及其应用实验；    

（20）数字定时器实验；     

（21）触发器应用实验；     

（22）时序电路应用实验；            

（23）单稳态触发器及其应用实验；

（24）电压变换器实验；

（26）模数，数模转换电路实验

2、模拟部分实验内容：

（一）分立元件电路实验

1、基本单级放大电路； 

2、两级放大电路；               

 3、负反馈放大电路；

4、射级跟随器；          

5、差动放大电路；     

6、比例求和运算放大电路；

（二）集成运算放大电路

7、模拟运算电路

①电压跟随器 ②反向比例放大器 ③同相比例放大器 ④反相求和比例放大器 ⑤双端输入求和放大电路；

8、积分与微分电路

①积分电路 ②微分电路 ③微积分电路；

9、波形发生电路

①方波发生器 ②占空比可调的矩形波发生器 ③三角波发生电路 ④锯齿波发生电路；

10、有源滤波器

①低通滤波器 ②高通滤波器 ③带阻滤波器；

11、电压比较器

①过零比较器 ②反相滞回比较器 ③同相滞回比较器；

（三）其它实验

12、集成电路RC正弦波振荡；         

13、集成功率放大器；      

14、整流滤波与并联稳压电路；       

15、串联稳压电路；                     

16、集成稳压电路；           

17、RC正弦波振荡器；

18、LC振荡器及选频放大器；          

19、电流/电压转换电路；          

20、电压/频率转换电路；

21、互补对称功率放大器；               

22、波形变换电路

3、电路分析基本实验：

1、常用电子元件的特性认识（2、3端元件）；   

2、伏安特性的测试；

3、受控源特性的研究；                          

4、R、C电路特性；

5、1、2阶电路的瞬态（时域）响应；           

6、双口网络的研究。

4、EDA实验内容

1、 单元电路设计实验：

（1）常用门电路设计；     

（2）编码器/译码器设计； 

（3）触发器及时序电路设计；

（4）同步/异步计数器设计；

（5）键盘扫描实验；    

（6）加法器实验 

2、综合设计实验：

（1）SSI组合电路的设计与冒险竞争观察；

（2）MSI组合电路的设计；

（3）可读写寄存器的设计。

3 研究创新实验：

（1）数字频率计；         

（2）数字电子钟设计； 

（3）十字路口交通灯自动控制器的设计；

（4）出租车计费器的设计； 

（5）数字滤波器设计； 

（6）DAC、ADC模型设计；

（7）数字模拟综合系统设计

四、实验系统配置

1、数电/模电/EDA实验箱一台（含电源）         

2、交流电源线一根

3、在系统逻辑可编程模块一块（或多块选配）    

 4、在系统模拟可编程模块（多块选配）

5、并行下载电缆一根                            

6、模拟电路实验板一块（多块选配）

7、实验指导书一套                             

8、实验导线若干根

产品说明：

    本综合实验系统能够完成"电路基础"、"模拟电子技术"、"数字电子技术"、"ISP在系统编程EDA实验"、"VHDL设计"、"电子系统综合设计"等课程的实验。在实验方式上采用全新理念，保留了经典的传统基础功能模块验证性实验，增加了对中大规模复杂系统的设计、分析和管理实验，为学生提供了二次开发的良好环境，加强了学生对系统设计概念的培养和实践，以适应电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化发展的需要，真正做到学用结合，为创新性人才的培养打下良好基础。